[发明专利]U流极限压比循环发动机

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种发动机。

背景技术

传统发动机一般以大气为进气源，所以压缩过程的起点压力较低，这不仅影响发动机的效率，而且严重影响发动机的功率密度。如果能够为发动机提供具有一定压力而且温度又不高的进气，在扣除进气功耗后也可以有效地增加发动机的效率和功率密度。 

发明内容

本发明提供了一种功率大、功率密度高、节能环保的U流极限压比循环发动机，具体技术方案如下：

方案1.一种U流极限压比循环发动机，包括气缸活塞机构和连通通道，在所述气缸活塞机构的气缸上设进气口、排气口，在所述进气口处设进气门，在所述排气口处设排气门；在所述气缸活塞机构的气缸内设燃烧室，所述连通通道连通所述进气口和所述排气口，在所述连通通道上设冷却器和工质导出口，所述燃烧室与氧化剂供给器和燃料供给器连通。

方案2.在方案1的基础上，进一步可选择的，在所述排气口和所述冷却器之间的所述连通通道上设置速度型动力机构或设置容积型动力机构。

方案3.在方案1或2的基础上，进一步可选择的，在所述冷却器和所述进气口之间的所述连通通道上设置速度型压气机或设置容积型压气机构。

方案4.在方案3的基础上，进一步可选择的在所述速度型压气机构或容积型压气机构上设附属冷却器。

方案5.在方案3的基础上，进一步可选择的，在所述速度型压气机构或所述容积型压气机构与所述进气口之间的所述连通通道上设附属冷却器。

方案6.在上述方案1至5中的任意方案的基础上，进一步可选择的，在所述工质导出口处设控制阀。

方案7. 在上述方案1至6中的任意方案的基础上，进一步可选择的，所述工质导出口与做功机构的工质入口连通。

方案8.在上述方案1至7中的任意方案中，可选择的，所述连通通道的承压能力大于0.2MPa。

方案9.在上述方案1至8中的任意方案中，可选择的，所述连通通道的承压能力大于0.3MPa。

方案10.在上述方案1至9中的任意方案中，可选择的，所述连通通道的承压能力大于0.4MPa。

方案11.在上述方案1至10中的任意方案中，可选择的，所述连通通道的承压能力大于0.5MPa。

方案12.在上述方案1至11中的任意方案中，可选择的，所述连通通道的承压能力大于1MPa。

方案13.在上述方案1至12中的任意方案的基础上，进一步可选择的，所述冷却器的出口温度低于373K。

方案14. 在上述方案1至13中的任意方案的基础上，进一步可选择的，所述附属冷却器的出口温度低于373K。

方案15.在上述方案1至14中的任意方案的基础上，进一步可选择的，所述燃料供给器的燃料为汽油。

方案16.在上述方案1至15中的任意方案的基础上，进一步可选择的，所述燃烧室的燃烧方式为等压放热。

本发明的原理是：所述气缸活塞机构按吸压爆排四冲程工作模式工作或按扫气压缩冲程-做功冲程二冲程工作模式工作，做功后的尾气经所述排气口进入所述连通通道，在所述连通通道上被所述冷却器冷却后经所述进气口进入所述气缸活塞机构的气缸，其中一部分工质经所述工质导出口导出，以维持系统内的工质平衡；在设有所述速度型压气机构或设有所述容积型压气机构的机构中，进入所述气缸活塞机构的气缸内的气体压力会大于从所述气缸活塞机构的气缸排出的气体的压力；在设有所述速度型动力机构或设有所述容积型动力机构中，从所述气缸活塞机构的气缸排出的气体的能量得到了进一步利用。

本发明中，所述氧化剂是指能与燃料发生燃烧化学反应的物质，例如液氧、氧气、空气、液态空气、双氧水、双氧水溶液等。

本发明中，所述燃料是指能与氧化剂发生燃烧化学反应的物质，例如碳氢化合物、碳氢氧化合物等，其中，所述碳氢化合物包括汽油、柴油、重油、煤油、航空煤油等其他烃类；所述碳氢氧化合物包括甲醇、乙醇、甲醚、乙醚等。     

本发明中，所述速度型压气机构是指叶轮压气机等，所述容积型压气机构是指活塞式、罗茨式、螺杆式压气机等。

本发明中，所述速度型动力机构是指叶轮式动力机构等，所述容积型动力机构是指活塞式、罗茨式、螺杆式动力机构等。

本发明中，所述做功机构包括气缸活塞式做功机构、叶轮式做功机构、罗茨马达、螺杆马达、气动马达等。

本发明中，所谓的“等压放热”包括工程上可近似认为等压放热的放热过程。